Новейший справочник уникальных фактов в вопросах и ответах

Кондрашов Анатолий Павлович

В чем сущность вклада Чарлза Дарвина в развитие эволюционного учения?

Еще в VI веке до нашей эры грек Анаксимандр утверждал, что человек произошел от других животных, его предки жили в воде и были покрыты чешуей. Чуть позже, в IV веке до нашей эры, Аристотель пояснял, что полезные признаки, случайно проявившиеся у животных, сохраняются природой, так как делают этих животных более жизнеспособными, их же собратья, не имеющие таких признаков, погибают. Аристотель составил «лестницу существ», расположив организмы от менее к более сложным: начиналась она камнями, заканчивалась человеком. В 1677 году англичанин М. Хейл впервые применил термин «эволюция» (от латинского «развертывание»), которым обозначил единство индивидуального и исторического развития организмов. В XVIII веке в биологии появился трансформизм – учение об изменяемости видов животных и растений. Оно противопоставлялось креационизму (от латинского «сотворение») – религиозному учению, основанному на концепции божественного создания мира и неизменности видов. Сторонники трансформизма (Жорж Бюффон во Франции, Эразм Дарвин в Англии и др.) обосновывали изменяемость видов главным образом двумя фактами: наличием переходных форм между близкими видами и единством плана строения организмов больших групп животных

и растений. Причин и факторов изменения видов они не рассматривали. В 1809 году Жан-Батист Ламарк в труде «Философия зоологии» изложил первую последовательную теорию эволюции. Он ошибочно объяснял этот процесс (переход от низших форм жизни к высшим) тем, что природе якобы свойственны стремление к совершенствованию и наследование организмами благоприобретенных свойств. Согласно первому «закону» Ламарка, упражнение органов приводит к их прогрессивному развитию, а неупражнение – к редукции. Согласно второму «закону», результаты упражнения и неупражнения органов при достаточной продолжительности воздействия закрепляются в наследственности организмов и далее передаются из поколения в поколение уже вне зависимости от вызвавших их воздействий среды. Истинные факторы эволюции вскрыл Чарлз Дарвин, тем самым создав научно обоснованную эволюционную теорию (изложена в труде «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь», 1859). Движущими силами эволюции, считал Дарвин, выступают наследственная изменчивость и борьба за существование, а неизбежным результатом наследственной изменчивости в условиях борьбы за существование становится естественный отбор – преимущественное выживание наиболее приспособленных особей каждого вида. Их участие в размножении позволяет накапливать и суммировать полезные наследственные изменения. Дальнейшее развитие биологии подтвердило правильность дарвиновской теории, поэтому в наше время термины «дарвинизм» и «эволюционное учение» часто употребляются как синонимы.

Благодаря какой случайности Грегор Мендель был заслуженно признан основоположником учения о наследственности?

В середине XIX века австрийский монах и ботаник-любитель Грегор Мендель (1822–1884) проводил опыты по скрещиванию (посредством искусственного опыления) растений одного и того же вида (вначале это был горох, позднее – фасоль), обладающих различными признаками. Менделя интересовало, как после скрещивания передаются последующим поколениям такие признаки, как цвет горошин (зеленые и желтые), их внешний вид (гладкие и сморщенные), длина стебля растения (длинные и короткие). В течение 8 лет Мендель поставил 355 опытов и получил около 13 тысяч растений-мутантов, тщательно фиксируя результаты наблюдений, что позволило ему сделать выводы, которые мы до сих пор называем законами Менделя. В 1863 году он закончил эксперименты, тщательно описал их результаты и отправил копию весьма авторитетному в то время немецкому ботанику Карлу Вильгельму фон Негели. Профессор счел выводы никому не известного любителя, к тому же полученные на основе простого подсчета растений, не заслуживающими внимания и дал на них отрицательный отзыв. В 1866 году Мендель опубликовал результаты своих исследований в одном из провинциальных австрийских журналов, но и эта публикация не привлекла внимания современников. Двойная неудача обескуражила Менделя, и он вернулся к исполнению своих монастырских обязанностей, забросив исследования. Имя Менделя и его достижения, вероятно, так и остались бы неизвестными потомкам, если бы три десятилетия спустя не произошел один из самых поразительных случаев в истории науки. В одном и том же году по меньшей мере три человека – голландец Хуго де Фриз, немец Карл Эрих Корренс и австриец Эрих фон Чермак – независимо друг от друга пришли к тем же выводам, что и Мендель. Не будучи знакомы ни друг с другом, ни с работами Менделя, все трое в 1900 году подготовили материалы к публикации; все трое при работе с литературой на эту тему, к своему великому удивлению, натолкнулись на статью Менделя; все трое опубликовали свои материалы в том же 1900 году. И все трое сослались на публикацию Менделя, тем самым вручив ему пальму первенства и низведя свои работы до ранга лишь подтверждающих сделанное ранее открытие.

Какую пользу извлек фермер Сет Райт, заметив мутацию в своем стаде овец?

В 1871 году на ферме Сета Райта (штат Массачусет, США) родился ягненок с необычайно короткими ногами. Проницательный янки решил, что такая овца не сможет перепрыгнуть через низкое каменное ограждение фермы и, воспользовавшись случаем, специально вывел линию коротконогих овец.

Почему генные нарушения проявляются только у самцов?

Наследственная информация организма заключена в хромосомах его клеток. Хромосомы являются носителями расположенных в них (в линейном порядке) генов. Каждый вид организмов обладает уникальным и постоянным хромосомным набором. В соматических (неполовых) клетках высших растений и животных хромосома каждого типа представлена в двойном числе; клетку с двумя полными наборами хромосом называют диплоидной. Сперматозоиды и яйцеклетки, в которых каждая хромосома представлена лишь в единственном числе, называют гаплоидными клетками. Число хромосом в них вдвое меньше, чем в соматических клетках того же организма. При оплодотворении яйцеклетки сперматозоидом два гаплоидных набора хромосом объединяются, и таким образом восстанавливается их диплоидное число. Около столетия назад один из основоположников генетики Томас Хант Морган (1866–1945) и его сотрудники изучали на дрозофилах механизм наследования пола. Им удалось обнаружить, что парные хромосомы самок идеально соответствуют друг другу, поэтому все их яйцеклетки, получая от каждой пары по хромосоме, идентичны. У самцов же в одной из четырех пар одна из хромосом была нормальной (Х-хромосома), а другая – укороченной (Y-хромосома). Это значит, что при образовании сперматозоидов половина из них получает Х-хромосому, а вторая половина – Y-хромосому. Если в одной из генов самки, расположенных в Х-хромосоме, происходит нарушение, парный ему ген исправляет ситуацию. У самцов это происходит далеко не всегда, так как парная Х-хромосоме Y-хромосома содержит гораздо меньше генов. Поэтому генные нарушения проявляются только у самцов.

Из какого количества клеток состоит человеческое тело и как быстро они обновляются?

Количество клеток в организме человека – около 100 триллионов. Самые короткоживущие (1–2 дня) из них – клетки кишечного эпителия. Ежедневно погибает около 70 миллиардов этих клеток. Примером

других короткоживущих клеток являются эритроциты – их ежедневно погибает около 2 миллиардов. Однако есть и такие клетки (например, нейроны, клетки волокон скелетных мышц), продолжительность жизни которых соответствует жизни организма. Во всех клетках происходит интенсивное обновление веществ и структур.

Откуда взят хранящийся в Париже «эталон плодородия» почвы?

В 1900 году русский естествоиспытатель В. В. Докучаев прислал на Всемирную выставку в Париж вырезанный из ковыльной степи под Воронежем куб (1x1x1 метр) чернозема. Воронежский чернозем стал одним из главных экспонатов выставки, получил золотую медаль и был признан «царем почв». Впоследствии его определили как эталон плодородия почвы и поместили в Международную палату мер и весов в Париже, где он хранится и в настоящее время. Содержание гумуса (комплекса высокомолекулярных органических веществ, содержащего основные элементы питания растений) в этой почве достигает 14–16 процентов.

Почему сухой сахар никогда не плесневеет?

Плесени (пушистые или бархатистые налеты на пищевых продуктах, вызывающие их порчу) образуются особыми микроорганизмами – спороношениями так называемых плесневых грибов. Грибные нити пронизывают поверхностный слой продукта и, выделяя соответствующие ферменты, разрушают его. В нормальных условиях сахар имеет очень низкое содержание воды (около 0,02 процента) и в то же время способен очень быстро впитывать внешнюю влагу. Потому он обезвоживает (и тем самым убивает) попавшие на его поверхность микроорганизмы быстрее, чем они успевают проникнуть в него и образовать плесень. Низкое влагосодержание сахара препятствует также и химическим изменениям, которые могут вызвать его порчу. Если же сахар увлажнить (или достаточно долго выдержать в атмосфере высокой влажности), он очень скоро заплесневеет и испортится. Таким образом, чтобы обеспечить возможность длительного (практически неограниченно долгого) хранения сахара, следует просто держать его в герметичной (плотно закрытой) емкости и не подвергать резким перепадам температур.

Чему равен верхний предел температуры, при которой способны жить микроорганизмы?

Подавляющее большинство микроорганизмов погибает при нагреве до 50–70 градусов по Цельсию, при более высоких температурах способны жить лишь так называемые термофильные бактерии. В настоящее время известны (обнаружены у берегов Италии) такие бактерии, живущие при 113 градусах; на сегодня это абсолютный рекорд. Однако ученые предполагают, что естественный предел жизни – это 130–150 градусов (речь идет о микроорганизмах в активном состоянии; когда бактерии превращаются в споры, они выдерживают и больше).

Где больше бактерий – в океане или в городской канализации?

По данным английского микробиолога Томаса Кертиса, миллилитр океанской воды содержит в среднем 160 видов бактерий, грамм почвы – от 6400 до 38 000 видов, а миллилитр сточных вод из городской канализации, как ни странно, – всего около 70 видов.

Когда и как впервые было применено бактериологическое оружие?

В 1347 году во время осады татарами генуэзского города Кафы (нынешней Феодосии) на юго-восточном побережье Крыма в лагере осаждающих возникла эпидемия чумы. Прежде чем снять осаду, татары впервые в истории применили то, что сегодня назвали бы бактериологическим оружием: с помощью метательных орудий они забросали крепость трупами умерших от чумы. Последствия оказались ужасающими. В том же году прибывший из Кафы в порт Мессина на Сицилии корабль занес «черную смерть» в Европу. К 1350 году жертвой эпидемии стал каждый третий из 35,5-миллионного населения тогдашней Центральной и Западной Европы.

За какую «зеленую революцию» получил Нобелевскую премию мира Норман Борлоуг?

В середине XX века в сельском хозяйстве использовалось огромное количество минеральных удобрений, но существующие сорта растений не могли эффективно трансформировать их в урожай зерна. Из-за высоких концентраций питательных веществ в почве злаки быстро росли, набирали зеленую массу, а затем полегали, что существенно снижало намолоты. При этом индекс урожая (отношение веса зерна к общему весу наземной массы) был значительно ниже 50 процентов, то есть основным продуктом оказывались солома и листья (даже в пересчете на сухое вещество). Для борьбы с полеганием американский селекционер Норман Эрнест Борлоуг, работавший в Международном центре по улучшению сортов кукурузы и пшеницы (Мехико), предложил использовать растения с коротким стеблем. Признак короткого стебля достаточно просто контролируется генетически и легко передается через гибридизацию. Полученные Борлоугом полукарликовые сорта также формируют большую наземную массу, но уже за счет высокой кустистости, при этом не полегают и дают хороший урожай с индексом около 50 процентов. Кроме того, эти сорта обеспечивают более эффективное использование удобрений. Растения обычных сортов вначале накапливают соединения азота в зеленой массе, а затем после цветения переносят их в зерновки. Короткостебельные сорта отличаются тем, что восстанавливают и переносят азот до тех пор, пока не закончится налив семян. Усвоение ими азота из почвы продолжается много дольше и приводит к большей продуктивности. Благодаря «зеленой революции» Мексика за 15 лет увеличила производство пшеницы в три раза (на аналогичный прирост Европе потребовалось 150 лет) и из крупнейшего импортера превратилась в экспортера зерна.

Почему католические миссионеры заставляли островных аборигенов вырубать кокосовую пальму?

Кокосовая пальма без особого ухода за ней дает туземцам и пищу, и напитки, и материал для текстиля, и стройматериалы, и топливо. Но, согласно Библии, человек должен зарабатывать хлеб насущный в поте лица своего. Поэтому католические миссионеры в XIX веке называли кокосовую пальму «деревом лентяев». Опасаясь пагубного воздействия нетрудового образа жизни на нравственность своей паствы – аборигенов южных островов, миссионеры заставляли их вырубать эти деревья. В настоящее время кокосовые деревья дают еще и жидкое горючее для небольшой электростанции в Новой Каледонии. На одном из островов этого заморского владения Франции поставили движок, разработанный французскими инженерами. Он способен работать на масле, выжимаемом из копры – сердцевины кокосового ореха. До сих пор это масло применяли в основном в мыловарении, но оно без дополнительной обработки может служить горючим для незначительно модифицированного двигателя внутреннего сгорания. Установка мощностью 165 киловатт дает ток для опреснителя, вырабатывающего из океанской воды пресную для 235 семей, живущих на острове. Подобными установками намерены обзавестись и обитатели других тропических островов.